JP3211818B2 - 空気流量計及び内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの吸気系の
吸入空気量を検出する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関用空気流量計の通路構成
には、実開昭56−135127号公報，特開昭60−185118号公
報のごとく、吸入管路中に、副流路を形成し、この副流
路に熱線素子を配すると共に、機関の吹き戻しやバック
ファイアに対する熱線素子の保護，機関の脈動に起因す
る熱線素子の出力異常の防止のため、熱線素子の下流に
障害物を設けたり、軸方向に長い複雑な屈曲流路を設け
たものがある。これらの装置では、熱線素子を含む副流
路部分が主流にさらされて形成されているため、流量計
ボディの温度上昇による出力誤差も小さい。しかし、こ
れらは、その構成上、長い軸方向寸法が必要であり、か
つまた、部品点数も多く、取り付け性への配慮が十分で
なく、小形コンパクト化，低コスト化の点での配慮が十
分ではない。また、特開昭57−23818号公報，57−11392
6号公報などに、熱線式空気流量計とスロットルバルブ
装置を近接し、一体のボディに構成したものがある。特
開昭57−23818号公報では、熱線素子を配する副流路を
直管とし、主流路の中央に配置する点は前述の２つの従
来技術と同じであるが、機関の吹き戻し、バックファイ
アに対する熱線素子の保護が考えられていない。下流の
スロットルバルブは、全閉に近い状態では、その保護部
材の機能を有すると考えられるが、全開及び全開に近い
状態では、ほとんどその保護機能を有さないという問題
があった。また、副流路内の流れがスロットルバルブの
動きに影響され易く、安定し難いという問題がある。特
開昭57−113926号公報では、熱線素子を配する副流路
を、熱容量大で、相対的に広い伝熱面積を持たないボデ
ィ壁の内部に、主流に並行な流路とこれに直角な流路で
Ｌ字形に形成している。この構成によれば、機関の吹き
戻しやバックファイアに対する熱線素子の保護が可能で
ある。しかし、副流路の構成上、主流の空気が副流路壁
の周囲を流れ得ないため、機関からの伝熱、熱線素子自
身の発熱による副流路壁の温度上昇が大きく、副流路内
空気が加熱され、主流路空気温度との差が大きくなり吸
入空気量の正確な測定を行うことが困難であつた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、空気
流量計とスロットルバルブ装置との間の管路長の短縮の
点について配慮がされておらず、吸気管路での圧損の増
大、機器の重量及びコストの増大の問題があった。さら
に個々にみれば、熱線素子の発熱や、外部からの熱侵入
による素子周辺の副流路壁の温度上昇、すなわち熱線素
子や温度補償素子に当る副流路を流れる空気の温度と、
実際の吸入空気温度との相違による誤差の対策、機関の
吹き戻しやバックファイアによる逆流及び脈動に対する
素子の保護や出力異常対策などが不十分であった。

【０００４】本発明の目的は小型で測定精度の高い空気
流量計を提供することにある。本発明の他の目的は、上
記空気流量計を用いて最適な空燃比の制御ができる内燃
機関を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、副流路を、折り返し部と、この折り返
し部の上流側に副流路が主流路に装着された状態では主
流路の軸方向に沿うよ うに設けられた第１の流路部と、
この第１の流路部の上流端に形成されて副流路の入口と
なる副流路入口部と、折り返し部の下流側に副流路が主
流路に装着された状態では主流路の軸方向に沿うように
設けられた第２の流路部と、この第２の流路部の下流側
に設けられて副流路からの出口となる副流路出口部とを
備えて構成し、副流路出口部を第２の流路部に対して回
路ユニットとは反対側に向くように開口させる。このと
き、第２の流路部は第１の流路部に対して回路ユニット
とは反対側に、第１の流路部よりも厚さの薄い仕切壁で
第１の流路部と分離して設ける、或いは、第１の流路部
と第２の流路部とを仕切る仕切壁の厚さを、この仕切壁
における折り返し部側の端部とこの仕切壁端部に対向す
る折り返し部の流路壁との間隔よりも薄くする。そし
て、発熱素子を軸方向流路の回路ユニット側の壁面から
副流路内に挿入する。

【０００６】副流路出口部を第２の流路部に対して回路
ユニットとは反対側に向くように開口させる第２の流路
部は第１の流路部に対して回路ユニットとは反対側に、
第１の流路部よりも厚さの薄い仕切壁で第１の流路部と
分離して設ける、或いは、第１の流路部と第２の流路部
とを仕切る仕切壁の厚さを、この仕切壁における折り返
し部側の端部とこの仕切壁端部に対向する折り返し部の
流路壁との間隔よりも薄くすることにより、副流路の周
囲に生じるデッドスペースを小さくでき空気流量計の小
型化が可能になる。発熱素子を主流路と独立した副流路
に配することにより、主流路の乱れの影響を受けにくく
するとともに、主流路内に副流路を設けることにより、
主流の空気が副流路の周囲を流れ、副流路内の空気の加
熱を低減できる。また、横方向流路を、軸方向流路の下
流側から、回路ユニットから遠ざかる向きに延設したこ
とにより、逆流や脈動に対して強い構成にすることがで
き、さらに、回路ユニットとこの回路ユニットに接続さ
れる発熱素子との間の距離を短くすることができる。こ
れにより、副流路の寸法を主流路の軸方向において短く
することができ、小型化が可能になるとともに、測定精
度が向上する。また、副流路の出口開口面を主流路への
挿入方向に向けて設け、この出口開口面の上流側に位置
する副流路壁をこの出口開口面よりも主流路への挿入方
向に延長したことにより、逆流に対して強い構成にする
と共に、副流路の出口に主流が直接当 らないようにし
て、この部分の静圧を安定させ、副流路内の流れを安定
させてノイズ低減を図ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、空気流量計の参照例（第一
の参照例）を図１及び図２，図３により説明する。ボデ
ィ１は内燃機関の吸気管路を構成する。吸入空気は図１
の左側から流入する。流れの下流に内燃機関が接続され
る。

【０００８】ボディ１は、基本的には円筒形の主流路３
を形成する。このボディ１と一体に形成された突出部２
が主流路３中に設けられている。この突出部２の先端に
は、主流路３と並行であり、主流路３の中央部に入口開
口を有する副流路４が設けられている。また、この突出
部２には、ボディ１の外部から貫通する穴が設けられて
おり、ここに、回路ユニット１４に結合された熱線素子
１０の支持部材１１のモールド部分１３が収納され、そ
の結果熱線素子１０及び温度補償素子１２が副流路４に
配置される。また、前記副流路４の後流には、突出部２
の壁２ａ，２ｂ，２ｃ及びカバー６により軸方向の短い
屈曲副流路５が形成されている。屈曲流路の後流には、
全空気流量を制御するスロットルバルブ２０が配置され
ている。スロットルバルブ２０はバルブ駆動シャフト２
１の回転でも開閉する。図示しないが、ボディの外に、
シャフトにつながるリンクがある。リンクは車のアクセ
ルペダルにつながるケーブルにより通常作動する。尚、
カバー６はボルト７及び８により、突出部２の後端に、
スロットルバルブ２０及びバルブ駆動シャフト２１の取
り付け前に、ネジ止めされる。

【０００９】副流路４の開口部４ａは、ボディ１の内壁
１ａ及び突出部２のボディ１との連結部の壁２ｄから、
副流路４の内径の２倍以上の距離、離して設けられ、か
つ、ベルマウス形状になっている。

【００１０】ボディ１の内壁１ａや突出部２の副流路４
を形成する部分の外壁２ｅ等は、上流側に流路が拡大す
る形状に形成されている。一方、ボディ１のスロットル
バルブ２０が配置される付近の内壁１ｂは機械加工によ
って同径に仕上げられているが、機械加工される以前
は、図１の左側に流路が狭まる円錐形状に形成される。
これらにより、突出部壁２ａの付近の面を割り位置とす
る左右に抜き取り可能な中型を用いて、鋳物成形され
る。

【００１１】白抜きの矢印は、空気の流れを示す。図１
の左端から流入した空気は、大部分は主流路３を流れる
が、一部は副流路４に流入する。副流路入口４ａは、壁
１ａ，２ｄから十分離れているので、比較的乱れの少な
い流れが副流路４に流入する。また、副流路入口４ａの
ベルマウスは、空気をより多く取り込んで、副流路４の
内壁２ｆ付近の流速を増大させるが、熱線素子までの副
流路４の内壁２ｆの摩擦作用により、副流路内の流れは
十分整流され、熱線素子１０の直前では、流速分布の均
一な流れになる。

【００１２】ベルマウスの入口径と副流路４の径の比は
１.６〜１.２、それに応じて入口から熱線素子１０まで
の長さと副流路の径の比は４〜２程度にとる。但し、副
流路４の径の実際の寸法によっても異なり、一対一の対
応とはならない。

【００１３】熱線素子１０の後流では、流れはまず上方
に曲げられ、屈曲副流路５を流れ、次に、ボディ１の内
壁にぶつかって、屈曲副流路の出口５ａ，５ｂより左右
に曲って流れ出て、主流と合流する。このような流路構
成は機関からの逆流の減衰、脈動の熱線素子１０の近傍
への伝播の防止の作用を持つ。

【００１４】本参照例によれば、流れの乱れに起因する
ノイズ、脈動の影響による出力の不安定性、機関の吹き
戻しによる熱線素子の損傷などの問題がない内燃機関用
熱線式空気流量計が、短い軸方向寸法で構成される。す
なわち、小形，軽量，低コストにできるという効果があ
る。さらには、従来別体でしか製作できなかった流量計
ボディとスロットルバルブ装置ボディが一体のボディと
して構成でき、機関の吸入管路の短縮による、不要の圧
損の低減，軽量化，低コスト化が可能という効果があ
る。

【００１５】図４〜図６に第二の参照例を示す。図１〜
図３に示した第一の参照例との相違で説明する。突出部
４２は、ボディ４１の上下壁（全体の構成によってはボ
ディ４１の左右の壁、すなわちスロットルバルブ駆動シ
ャフト２１の軸線方向の壁）につながっている。このた
め、副流路４４の後流の屈曲副流路４５を上下両方向に
形成することが出来る。また、副流路４４の出口面、す
なわち突出部４２の後端面４２ａを平面としている。こ
れは、この面の面粗さを小さくするための機械加工を容
易としている。また、副流路カバー４６は、第一の参照
例のように単なる板体でなく凹形状としている点が異な
る。カバー４６は、やはりボルト７，８で突出部４２の
後端に取り付けられる。副流路カバー４６は、ボディと
は別体なので、内面の仕上げ、接合面の仕上げが可能な
ので、突出部４２の後端面４２の仕上げが容易であるこ
とから、屈曲副流路４５の内面の面粗さが全体に小さく
でき、また、接合部のシールも良好となる。これは、屈
曲副流路での流れの不安定、主流路との圧力シールの不
良が、熱線素子１０の特性の不安定の原因となる場合が
あるので、その防止に効果がある。

【００１６】第一の参照例においても、本参照例のごと
く、突出部２の後端面を平面とし、板状カバー６を凹形
状のものとすることにより、同様な効果を付加できる。

【００１７】屈曲副流路４５を上下両方向に設けられる
本参照例の効果は、脈動が伝わった場合に副流路４４の
手前で干渉作用があり、より脈動に対して良好であるこ
とである。但し、通路抵抗が小さくなるので、屈曲副流
路４５の出口４５ａ〜４５ｄの面積を小さくするなど、
機関に応じての変更が望ましい。

【００１８】構成としての効果は、第一の参照例と同様
である。

【００１９】図７〜図８に、第三の参照例を示す。主流
７３に並行な副流路７４はボディ７１からの突出部７２
の先端ではなく、ボディ７１の内壁に近い部分に構成さ
れている。副流路７４の後流の屈曲副流路７５は突出部
７２の後端壁７２ａとボルト７でこの壁７２ａに取り付
けられた副流路カバー７６により構成されている。突出
部７２の後端部は、主流路７３の中央付近まで形成され
ており、従って、屈曲副流路７５内の流れは、まず、ボ
ディ７１の内周壁側から、壁７２ａにそって、主流路７
３の中央部へ向って流れ、次に屈曲流路出口７５ａより
左右ないし下流側に流れる。屈曲流路７５の後流には、
スロットルバルブ２０、及び駆動シャフト２１が、第一
及び第二の参照例と同様一体のボディ内に配置されてい
る。

【００２０】第三の参照例の特徴は、回路ユニット８４
と一体のモールド部８３の長さが短くでき、コスト的に
有利である。また、突出部７２が比較的小さくできるた
め、主流路７３の流通抵抗が小さくでき、また、オーバ
ーハング質量も小さいので、第一の参照例に比べると、
耐振的に有利である。但し、副流路７４への流入する流
れの乱れは若干大きくなり、その分、ベルマウス径を大
きくするのに加え、副流路７４の熱線素子１０までの距
離を長くすることが望ましい。

【００２１】本参照例の基本的効果は第一の参照例と同
等である。

【００２２】図９〜図１０に第四の参照例を示す。ボデ
ィ９１は、これまでの第一から第三の参照例と異なり、
熱線式流量計単体で構成されている。突出部９２は、第
一の参照例とほぼ同様に形成され、先端部に副流路９４
が、後端部に屈曲副流路９５の一部が突出部９２の後端
面９２ａを壁面として形成されている。屈曲副流路９５
の残りの部分は、主流路９３の外にはみ出す形で、図１
０の上側から左右両方に約９０度の範囲に、ボディ９１
にくい込んで形成されている。従って、屈曲副流路９５
の出口には図１０の両横の位置となる。屈曲副流路９５
の後流側の流路面は、ガスケツト９６で形成されてい
る。すなわち、ガスケットをはさんで、流量計ボディ９
１とは独立したスロットルバルブ装置のボディがボルト
穴９８ａ〜９８ｄを介して結合されている。

【００２３】本参照例では、屈曲副流路９５の長さが長
くとれるので、脈動の大なる機関でも適用できるという
利点がある。

【００２４】図１１，図１２に第五の参照例を示す。本
参照例は、第一の参照例の構造に、補強リブ８を付加し
たものである。すなわち、第一の参照例の突出部２の先
端の副流路４を構成する部分と、ボディ１の反対側の内
壁につながるリブ８を設けている。これにより、耐振強
度が上げられると共に、鋳造時の突出部２の変形も低減
できる。その他の効果は、第一の参照例と同等である。

【００２５】図１３，図１４，図１５に第六の参照例を
示す。ボディ１３１からの突出部１３２は、回路ユニッ
ト１４につながるモールド部１３に対し、直角な方向に
形成された、リブ１３７と１３８及び、副流路１３４を
形成する円筒状の部分１３２からなる。従って、回路ユ
ニット１４のモールド部１３は、ボディ１３１の壁の穴
を通り、一度、主流路１３３を横切り、次に突出部１３
２の穴を貫通する形で、熱線素子１０を副流路１３４内
に配置するモールド部１３の突出部１３２の穴に入る部
分には、Ｏリング１３９が設けられている。このＯリン
グ１３９は、主流路１３３と副流路１３４とのシール作
用を与える。屈曲副流路１３５は、突出部１３２の後端
面と、カバー１３６により形成される。カバー１３６に
は、上下２方向に、出口１３５ａ，ｂが設けられてい
る。出口１３５ａ，ｂは、この中の流れが、むしろ上流
側に戻るように形成されている。この理由は、屈曲副流
路の長さが短いので、それを補うためである。

【００２６】本参照例の利点は、もともと主流路１３３
の障害物となっているスロットルバルブ駆動シャフト２
１の方向に突出部１３７，１３８，１３２があるため、
主流路１３３内の実質的な流通抵抗が低減できることで
ある。また、本参照例では、主流路１３３の入口部１３
３ａをベルマウス形状にしており、この部分での整流効
果を与えている。

【００２７】その他の効果は、第一の参照例と同等であ
る。

【００２８】以上、参照例を数例説明してきたが、いず
れの参照例についても、屈曲副流路のカバー部材は、ボ
ルト止めとは限らず、接着による接合などの構成や、該
カバーと、突出部後端面の接面部をシート部材でシール
する構成も考えられる。

【００２９】図１６〜図１７に第七の参照例を示す。基
本的構成は、第六の参照例と同等であるが、主流に対し
て直角な流路１４０ａ，１４０ｂ等をカバー１３９に形
成してなることが異なる。本参照例によれば、流路１４
０ａ，１４０ｂ等は、１箇の流路断面積を小さくとれる
ため、軸方向寸法が一層短縮できる。

【００３０】図１８〜図１９に第八の参照例を示す。基
本的構成は、この場合も第六の参照例と同等である。本
参照例では、主流に対して直角な流路１４２を円板状、
すなわち、バイパイ流路１３４を含めてその形状を表現
すれば、きのこ形に形成していることが異なる。本参照
例によれば、第七の参照例に対してもさらに軸方向寸法
が短縮できる。

【００３１】図２０〜図２１に第九の参照例を示す。本
参照例では、副流路２１２を設ける主流路２１１に突出
したボディ２１０と一体の突出部２１０ｄを、ボディ内
壁に添って約９０°の範囲に設けている。従って、主流
路２１１と並行な副流路２１２ｂと直角な副流路２１２
ｃは、半径方向を向くと共に周方向にも向いて、円弧状
に形成されている。この副流路２１２ｃの流体抵抗は、
実質的に直角ベンドと約９０°の曲率の小さい角断面エ
ルボの管路形状抵抗と摩擦抵抗からなる。副流路２１２
ｃの通路断面積の選び方により、この部分の流体抵抗
は、これまでの参照例に対し同等にも大きくも出来る。
副流路２１２ｃの主流に対して下流側の壁は、板状カバ
ー２１３で形成され、カバー２１３はボルト２１４ａ，
２１４ｂにより突出壁２１０ｄに固定されている。本参
照例では、何らかの都合で、例えば、シングルポイント
インジェクションシステムのように、スロットバルブ３
の手前にインジェクタを配するような場合、この様に形
成することが必要となる。この様な場合、例えば、スロ
ットルバルブ軸を、熱線素子を保持するモールド部分２
ｃの向く方向に対して、４５°方向に設置することも考
えられる。これは、高流量での全体の圧力損失低減に有
効と考えられる。本参照例のその他の効果は、第一ない
し第三の参照例とほぼ同等である。

【００３２】図２２〜図２３に第十の参照例を示す。本
参照例は、比較的大きな流体抵抗を持つ副流路を、比較
的体積の小さい突出部に形成することをねらった参照例
である。すなわち、主流に並行で熱線素子を配する副流
路２２２ｂと直角な流路２２２ｃをドーナツ状に形成し
ている。これにより、主流路２２１に突出するボディ２
２０の突出部２２０ｄ、副流路２２２ｃの通路の割には
小さくなる。副流路２２２ｃの主流に対して下流側の壁
は、ボルト２２４などにより突出部２２０ｄに固定させ
る板状カバー２２３により形成される。副流路２２２ｃ
の流体抵抗は、実質的な直角ベントと、約２７０°の比
較的曲率の大きい角断面エルボの管路形状抵抗、及びや
や長い通路長の摩擦抵抗とからなり、副流路２２２ｃの
断面積を極端に大きくしない限り、これまでの参照例の
副流路より流体抵抗、すなわち、管路の等価長さを大き
く出来る。従って、吹き戻りの大きい、あるいはバック
ファイアの起りやすい、あるいは、吸気脈動の大きい内
燃機関に対して有利である。その他の効果は、基本的に
は、第一ないし第三の参照例等とほぼ同等である。

【００３３】図２４に本発明に係る一実施例を示す。本
実施例は、比較的大きな流体抵抗を持つ副流路を、軸方
向寸法が長くならないような構成で実現したものであ
る。ボディ２４０とは別体で、回路ユニット２と結合さ
れたプローブホルダブロック２３０の中に、主流路２４
１と並行な副流路２４２ｂ、これと直角で半径方向を向
く角断面の副流路２４２ｃ、さらに該副流路２４２ｃと
直角で、主流に対して上流へ向う副流路２４２ｄ、さら
に該副流路２４２ｄに直角で半径方向に向う副流路２４
２ｅで全副流路２４２が形成されている。副流路２４２
ｃの主流に対して下流側の壁は、板状カバー２４３で形
成され、該カバー２４３は、ボルト２４４で、ホルダブ
ロック２３０に固定されている。本実施例では、熱線素
子２ａの上流の副流路２４２ｂの長さが、その構成上短
いので、ノイズ低減のため、ボディ２４０の入口開口部
に全網体２４５を設けている。また、ホルダブロック２
３０の主流に対して上流側の壁を、副流路２４２ｅの出
口に対してさらに主流中に延長した部分２３０ａを設
け、該副流路２４２ｅの出口に主流が直接当らないよう
形成し、この部分の静圧を安定させ、副流路内の流れを
安定させてノイズ低減を計っている。

【００３４】本実施例では、副流路２４２の流体抵抗
は、３ケ所の直角ベンドからなる管路形状抵抗要素及
び、長い通路長に比例する摩擦抵抗とからなり、第十の
参照例以上の流路の等価長さが増大している。すなわ
ち、本実施例の効果は、第十の参照例と同様、吹き戻し
やバックファイヤ、吸入脈動に対して強い。また、副流
路の流体抵抗、特に形状抵抗を大きくとると、高流量
（高流速域）での主流路に対する副流路の流量分配比を
小さくできる。これは、熱線素子付近の流速を下げられ
るということで、長期的にみた埃塵付着による汚損に対
して有利である。

【００３５】また、屈曲流路を含む副流路全体をセンサ
とともに主流路から着脱できるので、センサのキャリブ
レ−ションにおいて、副流路の構成が実装時と変化しな
い。従って、センサを主流路に実装したときに吸入空気
量の計測結果に生じる誤差を小さくすることが出来る。

【００３６】本実施例では、副流路２４２の加工形成
上、ボディ２４０と別体に形成し、着脱自在とした。

【００３７】図２５に第十一の参照例を示す。本参照例
は、ボディ２５０の突出部２５０ｄに、主流路２５１と
並行な副流路２５２ｂ及び該副流路に直角な副流路２５
２ｃを設け、さらに副流路の出口開口２５２ｄを主流の
下流方向に向けて形成し、かつ逆止弁２５４を設けたも
のである。出口開口２５２ｄが流線に対し直角であるた
め、そのままだと吹き戻しやバックファイヤによる逆流
があると、これまでの実施例及び参照例、すなわち副流
路の出口面が流線と並行な方向に形成されている場合に
比べ、副流路内の逆流が強くなる。これを防止するのが
逆止弁２５４である。薄板体の逆止弁２５４は、ボルト
２５６で固定され、逆止弁２５４より短く形成されたリ
テーナ２５５でバックアップされており、副流路出口２
５２ｄからの流れを大きく阻害しないため、通常時に図
示のようにリテーナ２５５側すなわちノーマルオープン
となるようになつている。逆流があると、逆止弁２５５
に動圧がかかり、副流路出口２５２ｄをふさいで、副流
路２５２内への逆流の進入を防止する。

【００３８】本参照例の副流路２５２の流体抵抗は、２
ケ所の直角ベンドの管路形状抵抗と、管摩擦抵抗とから
なり、先に述べた本発明に係る実施例の流体抵抗よりや
や小さい。しかし、逆止弁の機能の分、より吹き戻しや
バックファイアには強い構成である。また、本発明に係
る実施例で述べたように長期的な汚損に対し有利であ
る。尚、本参照例の副流路２５２ｃは、ボディ２５０の
外部から円形断面に形成されており、開口を塞ぐプラグ
２５３，２５７が、各々の流路形成のため付加されてい
る。

【００３９】図２６に第十二の参照例を示す。本参照例
は、第十の参照例及び本発明に係る実施例などで達成し
ている副流路の流体抵抗の増大、すなわち、吹き戻しが
強いあるいはバックファイヤの起りやすい、あるいは吸
気脈動の大きい内燃機関に適した構造、さらには、長期
的な埃塵付着に対し有利な構造を、より単純な構造で達
成するものである。すなわち、ボディ２６０の突出部２
６０ｄに形成する副流路２６２の主流に並行な副流路２
６２ｂの熱線素子２ａの下流部分に、絞り２６２ｅを設
け、主流に直角な副流路２６２ｃの断面積（径）を主流
に並行な副流路２６２ｂに対して小さくしている。ま
た、副流路２６２ｃの出口２６２ｄの手前に拡大部２６
２ｆを設け、出口２６２ｄの面積を副流路２６２ｂの入
口２６２ａの面積と同等にしている。

【００４０】絞り２６２ｅを設けたこと、流路２６２ｃ
の径を小さくしたことで、縮小，拡大の管路形状抵抗の
付加により熱線素子２ａより下流の副流路の流体抵抗、
特に逆流に対しての流体抵抗が増加できる。従って当初
述べたような効果が達成される。また、出口２６２ｄの
面積を大きくし、かつ相対的に流路２６０ｄの断面積を
大きく設定したことで、入口〜出口の動圧変化分による
静圧損失、低減及び、流路２６０ｄの部分の管摩擦抵抗
が低減が得られるので、低流量域での流量分配比が相対
的に高められる効果もある。

【００４１】図２７〜図２８及び図２９に、その他の参
照例を示す。ボディ２７０の突出部２７０ｄの主流路２
７１の中心に開口した副流路２７２は、主流と並行な副
流路２７２ｂだけで構成されている。突出部２７０ｄの
主流に対して下流側の面は平面に形成されており、ここ
に、逆流の動圧が作した場合に副流路出口２７２ｄをふ
さぐ逆止弁２７３が設けられている。逆止弁２７３は、
該逆止弁より短い長さのリテーナ２７４によりバックア
ップされ、リテーナ２７４は、ボルト２７５，２７６に
より突出部２７０ｄに固定されている。回路ユニット２
８２は長いモールド部２８２ｃを有し、熱線素子２８２
ａ、温度補償素子２８２を副流路２７２ｂに配置してい
る。

【００４２】すでに述べた逆止弁の作用により、本構成
で、温度特性が良好で、機関の吹き戻し、バックファイ
アに強い内燃機関用熱線式流量計が短い軸方向寸法で実
現される。但し、この構成では、副流路２７２は通路長
が短いため、脈動の低減作用が小さいこと、高流量域で
の流速低減作用がないことなどが問題である。

【００４３】図２９は、図２７に示す参照例の部分変更
図で、副流路２９２ｂには、熱線素子２８２ａの下流の
部分に、絞り２９２ｅが設けられている。これにより若
干の脈動減衰効果及び高流量域での副流路２９２ｂ内の
流速の低減が可能となる。

【００４４】次に図３０を用いて内燃機関の実施例につ
いて説明する。図３０は、熱線式空気流量計が適用され
る電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機関のシステム
実施例である。

【００４５】シリンダ５００ヘの空気は、エアフィルタ
ー５０３より吸入され、接続管５０４，流量計１，吸気
マニホールド５０１を通って供給される。流量計１に
は、主流路２１に突出した副流路２２が形成されてお
り、該副流路２２内には回路ユニット２と一体に形成さ
れた熱量素子２ａ及び温度補償素子２ｂが設けられ、こ
の部分の空気流速を検知して、全吸入空気量に対する出
力を得る。流量計１の通路には、車のアクセルペダルと
連動する吸入空気量制御用スロットルバルブ３が設けら
れている。さらに、流量計１には、スロットルバルブ全
閉（アイドリング）時の流量を制御するアイドルフピー
ドコントロール（ＩＳＣ）バルブ８が設けられている。

【００４６】一方、燃料は、燃料タンク５０５からポン
プ５０６により、インジェクタ５０７より吸気マニホー
ルド５０１内に噴射、エンジン５００に空気と共に供給
される。

【００４７】コントロールユニット５１０では、熱線素
子回路ユニット２の出力信号、スロットルバルブ３の回
転角度信号、排気マニホールド５０７に設置された酸素
濃度センサー５０８の出力信号、機関の回転速度センサ
ー５０９の出力信号等が入力され、燃料噴射量、ＩＳＣ
バルブ開度等が演算される。この結果に応じインジェク
タ５０７，ＩＳＣバルブ８等を制御する。また、コント
ロールユニット５１０には吸入空気量及び回転速度に対
応する燃料噴射量のテーブルを記憶されていて、説線素
子からの吸入空気量と速度センサからの回転速度から直
ちに燃料噴射量を求められ、燃料噴射装置から噴射され
る燃料噴射量を制御している。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、主流の乱れの影響を受
けにくい、小形で測定精度の高い空気流量計を得ること
ができる。

【００４９】また、上記空気流量計によって、空燃比を
良好に制御できる内燃機関を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気流量計の一参照例を表す断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】図１のII−II線断面図である。

【図４】他の参照例を表す断面図である。

【図５】図４のIII−III線断面図である。

【図６】図４のIV−IV線断面図である。

【図７】他の参照例を表す断面図である。

【図８】図７のV−V線矢視図である。

【図９】他の参照例を表す断面図である。

【図１０】図９のVI−VI線断面図である。

【図１１】他の参照例を表す断面図である。

【図１２】図１１のVII−VII線矢視図である。

【図１３】他の参照例を表す断面図である。

【図１４】図１３のVIII−VIII線断面図である。

【図１５】図１４のIX−IX線断面図である。

【図１６】他の参照例で副流路の一部を表す断面図であ
る。

【図１７】図１６のX−X線断面図である。

【図１８】他の参照例で副流路の一部を表す断面図であ
る。

【図１９】図１８のXI−XI線断面図の矢視図である。

【図２０】他の参照例を示す断面図である。

【図２１】図２０のI−I断面矢視図である。

【図２２】他の参照例を示す断面図である。

【図２３】図２２のI−I断面矢視図である。

【図２４】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２５】他の参照例を示す断面図である。

【図２６】他の参照例を示す断面図である。

【図２７】他の参照例を示す断面図である。

【図２８】図２７のI−I断面矢視図である。

【図２９】図２７の部分変更した参照例を示す図であ
る。

【図３０】本発明に係る電子制御式燃料噴射装置のシス
テムの実施例を表す図である。

【符号の説明】２３０…プローブホルダブロック、２４１…主流路２４
１、２４２ｂ…主流路と並行な副流路、２４２ｃ…副流
路２４２ｂと直角で半径方向を向く副流路、２４２ｄ…
副流路２４２ｃと直角で主流に対して上流へ向う副流
路、２４２ｅ…副流路２４２ｄに直角で半径方向に向う
副流路。

フロントページの続き (72)発明者 臼井 俊文 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 佐和工場内 (72)発明者 徳田 博厚 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 佐和工場内 (72)発明者 筒井 光圀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭61−65053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 35/00 G01F 1/68

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主流路を構成する流路壁に形成された開口
   から主流路中に挿入されて、主流路に対して着脱可能に
   片持ち支持されるブロック体に形成された副流路と、前
   記ブロック体に固定されて前記副流路と一体で主流路に
   対して着脱される回路ユニットと、前記副流路内に設け
   られ回路ユニットに接続された発熱素子とを備え、 前記副流路は、折り返し部と、該折り返し部の上流側に
   副流路が主流路に装着された状態では主流路の軸方向に
   沿うように設けられた第１の流路部と、前記折り返し部
   の下流側に副流路が主流路に装着された状態では主流路
   の軸方向に沿うように設けられた第２の流路部と、該第
   ２の流路部の下流側に設けられて副流路からの出口とな
   る副流路出口部とを有して構成され、 前記副流路出口部は第２の流路部に対して前記回路ユニ
   ットとは反対側に向くように開口した開口面を有し、 前記第２の流路部は前記第１の流路部に対して前記回路
   ユニットとは反対側に、前記第１の流路部よりも厚さの
   薄い仕切壁で前記第１の流路部と分離されて設けられ、 前記発熱素子を、前記第１の流路部を構成する前記回路
   ユニット側の壁面から前記副流路内に挿入した空気流量
   計。
2. 【請求項２】主流路を構成する流路壁に形成された開口
   から主流路中に挿入されて、主流路に対して着脱可能に
   片持ち支持されるブロック体に形成された副流路と、前
   記ブロック体に固定されて前記副流路と一体で主流路に
   対して着脱される回路ユニットと、前記副流路内に設け
   られ回路ユニットに接続された発熱素子とを備え、 前記副流路は、折り返し部と、該折り返し部の上流側に
   副流路が主流路に装着された状態では主流路の軸方向に
   沿うように設けられた第１の流路部と、前記折り返し部
   の下流側に副流路が主流路に装着された状態では主流路
   の軸方向に沿うように設けられた第２の流路部と、該第
   ２の流路部の下流側に設けられて副流路からの出口とな
   る副流路出口部とを有して構成され、 前記副流路出口部は第２の流路部に対して前記回路ユニ
   ットとは反対側に向くように開口した開口面を有し、 前記第２の流路部は前記第１の流路部に対して前記回路
   ユニットとは反対側に、前記第１の流路部と前記第２の
   流路部とを仕切る仕切壁の厚さが、この仕切壁における
   前記折り返し部側の端部とこの仕切壁端部に対向する前
   記折り返し部の流路壁との間隔よりも薄くなるように設
   けられ、 前記発熱素子を、前記第１の流路部を構成する前記回路
   ユニット側の壁面から前記副流路内に挿入した空気流量
   計。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の空気流量計におい
   て、前記ブロック体が挿入固定された主流路ボディを備
   え、前記第１の流路部は前記主流路の中心軸に対して前
   記回路ユニット側に偏心して配置された空気流量計。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の空気流量計におい
   て、前記第１の流路部の上流端に副流路の入口となる副
   流路入口部が形成された空気流量計。
5. 【請求項５】請求項１又は２に記載の空気流量計におい
   て、前記第２の流路部の下流から該第２の流路部に直角
   方向に延設された流路部を備え、この流路部の下流端に
   前記副流路出口部を設けた空気流量計。
6. 【請求項６】請求項１又は２に記載の空気流量計におい
   て、前記折り返し部を構成する流路部は前記第１の流路
   部の下流に直角に接続され、前記第２の流路部は前記折
   り返し部を構成する流路部の下流に直角に接続された空
   気流量計。
7. 【請求項７】機関の回転速度を検出する速度センサと、
   燃料を噴射する燃料噴射装置と、空気流量計と、この空
   気流量計によって検出された吸入空気量と前記速度セン
   サによって検出された回転速度に基づいて対応する燃料
   噴射量を求めて前記燃料噴射装置に指令する制御装置と
   を備えた内燃機関であって、 前記空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を構成する
   主流路と、該主流路を構成する流路壁に形成された開口
   から主流路中に挿入されて、主流路に対して着脱可能に
   片持ち支持されるブロック体に形成された副流路と、前
   記ブロック体に固定されて前記副流路と一体で主流路に
   対して着脱される回路ユニットと、前記副流路内に設け
   られ回路ユニットに接続された発熱素子とを備え、 前記副流路は、折り返し部と、該折り返し部の上流側に
   副流路が主流路に装着された状態では主流路の軸方向に
   沿うように設けられた第１の流路部と、該第１の流路部
   の上流端に形成されて副流路の入口となる副流路入口部
   と、前記折り返し部の下流側に副流路が主流路に装着さ
   れた状態では主流路の軸方向に沿うように設けられた第
   ２の流路部と、該第２の流路部の下流側に設けられて副
   流路からの出口となる副流路出口部とを有して構成さ
   れ、 前記副流路出口部は第２の流路部に対して前記回路ユニ
   ットとは反対側に向くように開口した開口面を有し、 前記第２の流路部は前記第１の流路部に対して前記回路
   ユニットとは反対側に、前記第１の流路部よりも厚さの
   薄い仕切壁で前記第１の流路部と分離されて設けられ、 前記発熱素子を、前記第１の流路部を構成する前記回路
   ユニット側の壁面から前記副流路内に挿入した内燃機
   関。
8. 【請求項８】機関の回転速度を検出する速度センサと、
   燃料を噴射する燃料噴射装置と、空気流量計と、この空
   気流量計によって検出された吸入空気量と前記速度セン
   サによって検出された回転速度に基づいて対応する燃料
   噴射量を求めて前記燃料噴射装置に指令する制御装置と
   を備えた内燃機関であって、 前記空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を構成する
   主流路と、主流路を構成する流路壁に形成された開口か
   ら主流路中に挿入されて、主流路に対して着脱可能に片
   持ち支持されるブロック体に形成された副流路と、前記
   ブロック体に固定されて前記副流路と一体で主流路に対
   して着脱される回路ユニットと、前記副流路内に設けら
   れ回路ユニットに接続された発熱素子とを備え、 前記副流路は、折り返し部と、該折り返し部の上流側に
   副流路が主流路に装着された状態では主流路の軸方向に
   沿うように設けられた第１の流路部と、該第１の流路部
   の上流端に形成されて副流路の入口となる副流路入口部
   と、前記折り返し部の下流側に副流路が主流路に装着さ
   れた状態では主流路の軸方向に沿うように設けられた第
   ２の流路部と、該第２の流路部の下流側に設けられて副
   流路からの出口となる副流路出口部とを有して構成さ
   れ、 前記副流路出口部は第２の流路部に対して前記回路ユニ
   ットとは反対側に向くように開口した開口面を有し、 前記第２の流路部は前記第１の流路部に対して前記回路
   ユニットとは反対側に、前記第１の流路部と前記第２の
   流路部とを仕切る仕切壁の厚さが、この仕切壁における
   前記折り返し部側の端部とこの仕切壁端部に対向する前
   記折り返し部の流路壁との間隔よりも薄くなるように設
   けられ、 前記発熱素子を、前記第１の流路部を構成する前記回路
   ユニット側の壁面から前記副流路内に挿入した内燃機
   関。